東洋石墨ISEM-41C東洋石墨ISEM-41C

一、石墨的性質

石墨是碳的結晶礦物之一。1565年作為一種礦物被發(fā)現(xiàn)，1779年確定它的成分是碳，1789年定名為“石墨”（希臘文為“寫”之意）。石墨的顏色為黑 色，晶體為六方板狀，但少見，一般呈薄片狀或鱗片狀，集合體呈土狀，為隱晶質體。質軟、硬度小，摩氏硬度為1-2,能污染紙張。比重2.1--2.3。具 有一組極完全解理。

 

常溫下石墨具有良好的化學穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿、耐有機溶劑的腐蝕，但高溫時易氧化。

 

二、石墨的用途

由于石墨具有許多優(yōu)良的性能，因而在冶金、機械、電氣、化工、紡織、國防等工業(yè)部門獲得廣泛應用。

1做耐火材料

石墨的一個主要用途是生產耐火材料，包括耐火磚，坩堝，連續(xù)鑄造粉，鑄模芯，鑄模洗滌劑和耐高溫材料.

 

坩堝及有關制品用石墨制造的成型和耐火的坩堝及其有關制品，例如坩堝、曲頸瓶、塞頭和噴嘴等，具有高耐火性，低的熱膨脹性，熔煉金屬過程中，受到金屬浸潤 和沖刷時亦穩(wěn)定，高溫下良好的熱震穩(wěn)定性和優(yōu)良的熱傳導性，所以石墨坩堝及其有關制品被廣泛用于直接熔融金屬的工藝中.

 

2煉鋼

石墨和其他雜質材料用于煉鋼工業(yè)時可作為增碳劑。滲碳使用的碳質材料的范圍很廣，包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范圍內煉鋼增碳劑用石墨仍是土狀石墨的主要用途之一。

 

3作導電材料

石墨在電氣工業(yè)中廣泛用來作電極、電刷、碳棒、碳管、整流器的正極、石墨墊圈、電話零件、電視機顯像管的涂層等等。其中以石墨電極應用***，在冶煉各 種合金鋼、鐵合金時，使用石墨電極，這時強大的電流通過電極導入電爐的熔煉區(qū)，產生電弧，使電能轉化為熱能，溫度升高到2000度左右，從而達到熔煉或反 應的目的。此外，在電解金屬鎂、鋁、鈉時，電解槽的陽極也用石墨電極。生產金剛砂的電阻爐也用石墨電極作爐頭導電材料。

用于原子能工業(yè)和國防工業(yè):石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應堆中，鈾一石墨反應堆是應用較多的一種原子反應堆。作為動力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點，穩(wěn)定，耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿足上述要求。作為原子反應堆用的石墨純度要求很高，雜質含量不應超過幾十個PPM。特別是其中硼含量應少于0.5PPM。在國防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料的石墨噴嘴，石墨鼻錐，航行設備的零件，隔熱材料和防射線材料。

 

 

石墨爐原子吸收光譜法是一種運用有石墨涂層的的熔爐，使樣本蒸發(fā)的光譜測定法。簡而言之，這項技術是基于這樣一個事實，即自由原子可以吸收一定頻率的光和帶有特殊利益元素的波長。在一定范圍內，被吸收的光波可以直接與所要分析的的物體聯(lián)系起來。許多元素的自由原子可以用高溫從樣本中提取。在石墨爐原子吸收光譜法中，樣本儲存在有石墨或熱解碳涂層的小石墨立方體中，這個立方體將來可以通過加熱來使樣本蒸發(fā)和分解過程。我們可以根據已知的濃度來校正儀器，從而通過工作曲線來決定濃縮程度。和原子吸附相比，石墨爐主要有有以下優(yōu)勢：

 

 

對于許多元素來說，石墨爐探測范圍可達十億分之一；

采用改良型設備，阻礙降至��；

通過原子吸收大量基質，石墨爐可以探測絕大多數已知元素。 

 

石墨具有較高的散射截面和極低的熱中子吸收截面，較高的散射截面用以慢化中子，低的吸收截面防止中子被吸收，使得核反應堆能夠利用少量燃料達到臨界或正常運行。

石墨是耐高溫材料，它的三相點，15MPa時為4024℃，因此不能采用熔化、鑄造、鍛造等熱加工方法制造而只能采用類似粉末冶金的方法。它不像金屬那樣強度隨溫度而下降，而是略有增加，在2000℃以下應用，不會出現(xiàn)問題。

石墨有良好的導熱性能，在堆內可以有效地降低溫度梯度，不致產生太大的熱應力。

石墨化學性質非常穩(wěn)定。除了高溫下的氧化、水蒸氣外，可以耐酸、堿、鹽的腐蝕，因而可以用作熔鹽核反應堆和鈾鉍核反應堆的堆芯構件。

石墨抗輻照性能好，能長期在堆內服役30～40年。

石墨可加工性好，可以加工成各種形狀的構件。

石墨原料豐富，價格便宜，容易制成純度高、強度大、不同密度要求的各種核石墨，但石墨也有缺點，它是各向異性晶體結構，成層狀分布，原子密集于a、b晶面，同層原子近距離為0.141nm，相互為共價結合，具有較強的結合力；而層距離為0.335nm，層間結合力為范德瓦爾力，結合力較弱。這種各向異性在石墨的物理、強度、輻照等行為中都會強烈地表現(xiàn)出來。